第九章 静电场及其应用 章节练习-2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

第九章 静电场及其应用 章节练习 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．把一个带正电的金属小球A跟同样的不显电性的金属球B相碰，B球带上正电荷，对此过程理解正确的是 A．这从本质上看是因为B球的负电荷（自由电子）转移到A球上 B．创生了电荷 C．使B球带电的方法为感应起电 D．违背了电荷守恒定律 2．下列关于对库仑定律的理解正确的是（　　） A．库仑定律的公式和万有引力定律的公式在形式上很相似，所以库仑力和万有引力是相同性质的力 B．库仑定律反映的是两个点电荷间的静电力，因此一定不能用于计算两个非点电荷带电体间的静电力 C．由库仑定律知，在两个带电体之间的距离接近0时，它们之间的静电力无穷大 D．微观带电粒子的库仑力比万有引力要强得多，因此在研究微观带电粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略 3．油滴下落时受到空气阻力的大小与油滴半径、下落速度成正比，当阻力和重力相等时，它将以收尾速度v匀速下落，这时的空气阻力为krv（k为比例系数，r为油滴半径，v为收尾速度）。如图为密立根油滴实验的模拟装置，从喷嘴F喷出的雾状油滴由于摩擦而带电，一油滴以速度v穿过金属板P上的小孔S，进入P、Q两平行金属板间的匀强电场中在电场力作用下油滴最终以收尾速度在两板间匀速向下运动，已行电源两端电压恒为U，P、Q两板间的距离为d，则该油滴所带电量为（　　） A． B． C． D． 4．静电在生活中有广泛的应用，但也要注意防止，下列措施中，属于利用静电的是（　　） A．静电喷涂机 B．油罐车尾的铁链 C．飞机上的“放电刷” D．避雷针 5．下列说法正确的是（　　） A．元电荷实质上是指电子和质子本身 B．一个带电体的电荷量可以是205.5倍的元电荷 C．元电荷就是一个电荷 D．元电荷e的值最早是由物理学家密立根通过实验测得的 6．如图所示，A、B两个小球用细线Ⅰ和Ⅱ悬挂于竖直墙壁上，两球静止时处于同一水平线上且A、B之间的距离为d，细线Ⅰ与竖直方向的夹角为53°，细线Ⅱ与竖直方向的夹角为37°。已知A球的质量为m，带电量为＋q，重力加速度为g，静电力常量为k，，。则B球的带电量为（　　）    A． B． C． D． 7．如图所示，一个绝缘圆环，当它1/4的均匀带电且电荷量为＋q时，圆心O处的电场强度大小为E，现使半圆ABC均匀带电＋2q，而另一半圆ADC均匀带电－2q，则圆心O处电场强度的大小和方向为 A．2E，方向由O指向D B．4E，方向由O指向D C．2E，方向由O指向B D．0 8．如图所示，一导体棒原来不带电，现将等量异号点电荷对称放在棒水平轴线上，距离棒中点O均为，两点电荷带电量分别为和，当棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在点产生的场强大小和方向分别为（　　） A．0 B．，水平向右 C．，水平向左 D．，水平向左 9．如图所示，用起电机使金属球A带正电，将A靠近验电器上的金属小球B，则（　　） A．验电器的金属箔不会张开，因为球A没有和B接触 B．验电器的金属箔张开，因为整个验电器都带上了正电 C．验电器的金属箔张开，因为验电器下部的箔片都带上了正电 D．验电器的金属箔张开，因为整个验电器都带上了负电 10．如图所示，位于同一直线上的三个带电小球（均可视为点电荷）A、B、C，只受到彼此间库仑力的作用。若A、C处于静止状态，则B球（　　） A．一定静止 B．可能向A球运动 C．可能向C球运动 D．可能和A球带同种电 二、多选题 11．下列说法中，错误的是（　　） A．仅适用于真空中点电荷形成的电场 B．电场中某点场强的方向与试探电荷的正负无关 C．电场强度的方向就是放入电场中的正电荷受到的电场力的方向 D．在一个以点电荷为中心，r为半径的球面上各处的电场强度都相同 12．如图所示，带负电的点电荷旁有一接地大金属板，A为金属板内的一点，B为金属板左侧外表面上的一点，下列关于金属板上感应电荷在A点和B点的场强方向判断正确的是 (     )    A．感应电荷在A点的场强沿E1方向 B．感应电荷在A点的场强沿E2方向 C．感应电荷在B点的场强可能沿E3方向 D．感应电荷在B点的场强可能沿E4方向 13．绝缘细线上端固定，下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜。在a的附近有一金属球b。开始时，a、b都不带电，如图所示，现使a、b分别带正、负电，则下列情况可能发生的是（　　）    A．b将吸引a，吸引后不放开 B．b先吸引a，接触后又把a排斥开 C．a、b之间不发生相互作用 D．b先吸引a，接触后a、b自由分开 14．将两个半径极小的带电小球（可视为点电荷）置于一个绝缘的光滑水平面上，从静止开始释放，则下列叙述正确的是（　　） A．它们的加速度一定在同一直线上，而且方向可能相同 B．它们的加速度可能为零 C．它们的加速度方向一定相反 D．它们的加速度大小之比保持不变 15．如图所示，有一个均匀带正电荷的绝缘半圆环，圆心为坐标原点O.同时y轴负方向上还有一个电量为＋Q的点电荷，原点O与点电荷的距离为L，此时在O点处产生的电场强度为0.现在将环的右半部折叠放于左半部圆环上，已知静电力常量为k.关于此时O点的电场强度E的说法正确的是（　　） A．E的方向沿x轴正方向 B．E的方向指向第四象限 C．E的大小为k D．E的大小为 k 三、填空题 16．如图所示，当带正电的绝缘空腔导体A的内部通过导线与验电器的小球B连接时，则验电器带电电性 ． 17．如图所示，两个不带电的金属导体A和B，用一对绝缘柱支持使它们彼此接触。现把带正电的小球C靠近导体A，贴在A、B下部的金属箔片都张开，此时A端 ，B端 （选填“带正电”、“带负电”或“不带电”）。这时手持绝缘柱把A和B分开，然后移去C，贴在A、B下部的金属箔片都将处于 状态。（选填“张开”或“闭合”） 四、解答题 18．如图所示，用30cm长的绝缘细线将质量为4×10-3kg的带电小球P悬挂于O点，当空间中有水平向右、大小为1×104N/C的匀强电场时，小球偏离竖直方向37°角后处于静止状态。求小球的电性、带电量和细线的拉力。（g取10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）    19．三个完全相同的金属小球A、B、C，小球A通过绝缘支架固定，小球B挂在绝缘细丝线的下端处于静止状态，小球C原先不带电且在很远处，图中未画出，整个装置处于真空中，如图所示，已知小球A带正电，电量为nq；小球B的质量为m，带电量为q；细丝线与竖直方向夹角为，且A球和B球在同一水平线上，重力加速度为g，求： （1）A、B两球之间静电力大小； （2）A、B两球之间的距离大小； （3）若将小球C先与小球A接触，再与小球B接触，最后移至远处；发现小球B仍然可以静止在图示位置，则n的值为多少？ 20．根据图片回答下列问题： （1）处于静电平衡的导体内部有电荷吗？为什么？ （2）如图甲所示，把一个大的导体安放在绝缘支架上，并使导体带电。然后用带绝缘柄的小验电球P接触它的A点，再与验电器接触，检验A点的带电情况。按同样的方法检验B点和C点的带电情况。如果电荷在带电导体表面分布是均匀的，在各次测试中，验电器张开的角度应该是怎样的？实际情况是怎样的？ （3）由（2）能得到什么结论？ （4）如图乙、丙所示，两组实验装置完全相同，C为仅在上端开有小孔的空心金属球，D为绝缘手柄一端连接的不带电金属小球，使验电器B和空心金属球C带电，验电器A不带电。如图乙，若用金属小球D与C的外部接触，然后再跟A的金属球接触，观察到A的箔片张开；如图丙，若让D与C的内表面接触，然后再跟A的金属球接触，观察到A的箔片闭合。这两种现象说明了什么？空腔内电场有何特点？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第九章 静电场及其应用 章节练习》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A D C A D C A C C A 题号 11 12 13 14 15 答案 AD BC BD CD AC 1．A 【详解】B球原来不带电，与A球接触后，由于A球上正电荷对电子的吸引，电子从B球转移到A球上，原来中性的B球就带正电．电子带负电，所以B带正电是由于B球上的负电荷移到A球上的缘故．故A正确，BCD错误，故选A. 2．D 【详解】A．静电力和万有引力的公式在形式上很相似，都平方反比律，但静电力和万有引力本质不同，是两种不同的相互作用，静电力是电磁相互作用，万有引力是引力相互作用，A错误； B．不能视作点电荷的带电体如果知道带电体上的电荷分布，运用微元法也可以根据库仑定律求出带电体间的静电力的大小和方向，B错误； C．两个带电体间的距离趋近于零时，带电体已经不能看成点电荷，库仑定律不适用了，C错误； D．微观带电粒子的库仑力比万有引力要强得多，因此在研究微观带电粒子的相互作用时，可以把万有引力忽略，D正确。 故选D。 3．C 【详解】无电场时，油滴只受重力和空气阻力两个力作用，当油滴下落一段时间后达到匀速运动时的速度v，由平衡条件得 有电场时，油滴受重力、向上空气阻力和向上的电场力三个力作用，匀速运动时，合力为零，根据平衡条件得 联立解得 故选C。 4．A 【详解】油罐车尾的铁链、避雷针、飞机上的“放电刷”属于防止静电带来的危害，只有静电喷涂机属于利用静电技术。 故选A。 5．D 【详解】A．元电荷是电荷量的最小单位，不是指电子或质子本身，故A错误； B．带电体的电荷量必须是元电荷的整数倍，205.5倍不符合整数倍条件，故B错误； C．元电荷是电荷量的基本单位，而非实际存在的“电荷”，故C错误； D．密立根通过油滴实验首次精确测定了元电荷的值，故D正确。 故选D。 6．C 【详解】对A受力分析可知 由库仑定律 解得 故选C。 7．A 【详解】当圆环的均匀带电，电荷量为+q时，圆心O处的电场强度大小为E，如图所示： 由矢量合成可得，当半圆ABC的带电+2q，在圆心处的电场强度大小为，方向由B到D；当另一半圆ADC均匀带电-2q，同理，在圆心处的电场强度大小为，方向由O到D；根据矢量的合成法则，则有圆心O处的电强度的大小为，方向由O到D；故选A. 【点睛】考查矢量的合成法则，掌握圆环带电对O点的电场强度，等效成若干个点电荷产生的电场强度，是解题的关键． 8．C 【详解】水平导体棒达到静电平衡后，棒上感应电荷在点产生的场强与等量异号电荷在点产生的合电场等大反向，等量异号电荷在点产生的场强大小为 方向水平向右，所以棒上感应电荷在点产生的场强大小为 方向水平向左。 故选C。 9．C 【详解】把一个带正电的金属球A，靠近验电器的金属小球B，验电器的金属小球由于静电感应，会带上负电荷，金属箔会带上等量正电荷，所以验电器的金箔张开，而整个验电器不带电。 故选C。 10．A 【详解】ABC．若A处于静止状态，其合力一定等于零，由于C也静止，C对A的库仑力一定是恒力，那么B对A的库仑力也必须是恒力，所以B球必须是静止的，A正确，BC错误； D．因为三个小球同时静止，那么必须满足“两大夹一小，两同夹一异”，B和A一定带异种电荷，D错误。 故选A。 11．AD 【详解】A．适用于任何电荷产生的电场，E是该点的电场强度，F是检验电荷所受到的电场力，q是检验电荷的电量，故A错误，符合题意； B．电场中某点场强的方向，与试探电荷的正负无关，与正点电荷受到的电场力方向相同，与负点电荷受到的电场力方向相反，故B正确，不符合题意； C．电场强度方向就是放入电场中的正电荷受到的电场力的方向，负电荷受到的电场力的反方向，故C正确，不符合题意； D．在一个以点电荷为中心，r为半径的球面上各处的电场强度的大小都相同，而方向不同，故D错误，符合题意。 故选AD。 12．BC 【分析】考查静电感应中导体电势处处相等，内部电场强度为零，理解合电场强度求解的方法，掌握矢量合成法则． 【详解】AB．金属内部场强为0，点电荷在A点场强方向为，感应电荷的场强为，二者叠加后才能为0，故A错误，B正确． CD．B点十分靠近金属板，可认为是在金属板上，那么B点合场强方向应垂直金属板向外，而源电荷引起的分场强指向负电荷，合场强分解，一个方向指向负电荷，一个方向则可能为题目所给的方向，故C正确，D错误． 13．BD 【详解】ABC．因a、b分别带正、负电，而异种电荷相互吸引，金属球b固定在杆上，轻质小球a悬挂在绝缘细线上，因此轻质小球a将因为金属球b的吸引而靠拢并与之接触，当轻质小球a与金属球b接触后，正负电荷会先进行中和，若正负电荷量大小不相同，则中和后剩余其中一种电荷进行重新分配，最终结果是两球带上同种电荷，而同种电荷相互排斥，两球会因为相互排斥而最终分开，故AC错误，B正确； D．若两球所带正负电荷量相同，则接触后正负电荷中和，两球将都不再带电，因此接触后a、b将会自由分开，故D正确。 故选BD。 14．CD 【详解】ABC．两个带电小球之间的静电力是相互作用力，大小相等，方向相反，由牛顿第二定律可知，它们的加速度方向一定相反；两个带电小球之间存在静电力，它们各自的合外力不为零，由牛顿第二定律可知，它们的加速度不可能为零，故AB错误，C正确； D．两个带电小球之间的静电力是相互作用力，且是它们各自的合力，由牛顿第二定律得，两个小球作用力大小分别为 ， 可得 它们的加速度大小之比等于质量的反比，保持不变，故D正确。 故选CD。 15．AC 【详解】设＋Q在O处产生的电场强度为E0， E0＝k 指向y轴正方向，设圆环产生的电场强度为E′，E′与y轴负方向夹角为45°.如图1所示 2E′cos 45°＝E合＝E0 E′＝. 将圆环右半部折叠放于左半部圆环上时，O点电场强度E0和2E′合成．如图2所示， Ey合＝E0－2E′cos 45°＝0 Ex＝2E′sin 45°＝E0＝k 即E的方向沿x轴正方向，大小为k； 故选AC。 16．带正电 【详解】A带正电电势高，B不带电电势等于零，当导体A的内部通过导线与验电器的小球B连接时，电子从B移动到A，最终整个导体成为等势体，B失去电子带正电，所以验电器带正电。 17． 带负电 带正电 张开 【详解】[1] [2]现把带正电的小球C靠近导体A，导体A、B中的电子在小球C库仑引力的作用下向A移动，A有多余的电子带负电，B带正电，所以贴在A、B下部的金属箔片都张开，此时A端带负电，B端带正电； [3] 这时手持绝缘柱把A和B分开，A带负电，B带正电，然后移去C，A仍然带负电，B仍然带正电，贴在A、B下部的金属箔片由带电都将处于张开状态。 18．正电，3×10-6C，5×10-2N 【详解】对小球进行受力分析如图所示    电场力方向水平向右，由此可知小球带正电。小球静止时，由平衡条件可得 qE=mgtan37° 解得 q=3×10-6C 细线的拉力 19．（1）；（2）；（3）6 【详解】（1）对B球进行受力分析，可得 则A、B两球之间静电力大小 （2）由库仑定律，可得 解得 （3）当C球与A、B接触后，小球A、B带电量分别为 与 ，由题意可得 解得 20．（1）没有。原因见解析；（2）应该相同，实际情况见解析；（3）电荷在导体表面的分布是不均匀的：突出的位置，电荷比较密集；平坦的位置，电荷比较稀疏；（4）说明C的外表面有电荷，内表面没有电荷。空腔内场强为零 【详解】（1）没有。若导体内部有电荷，则内部场强不为零，导体不处于静电平衡状态。 （2）应该相同。实际情况是验电球跟带电体的A点接触后，验电器的金属箔张角较小；跟B点接触后，验电器的金属箔张角较大；跟尖端C点接触后，验电器的金属箔张角最大。 （3）电荷在导体表面的分布是不均匀的：突出的位置，电荷比较密集；平坦的位置，电荷比较稀疏。 （4）说明C的外表面有电荷，内表面没有电荷。由静电平衡知，空腔内场强为零。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $